DE2733728A1 - Anordnung zur steuerung der welligkeit eines elektrischen stromes - Google Patents

Anordnung zur steuerung der welligkeit eines elektrischen stromes

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Description

(NACHj..:.. rjKff-rf „
L ---. 6310
PATENTANWÄLTE Π
DR.-ING. R. DÖRING ' ° DIPL-PHYS. DR. J. FRICKE
BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN
THE HORSTMANN GEAR COMPANY LIMITED of the Newbridge Works, Bath BA1 3EF, Avon, England
"Anordnung zur Steuerung der Welligkeit eines elektrischen Stromes"
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung der Welligkeit eines elektrischen Stromes in einer Leitung zwischen der Stromquelle und einem Verbraucher, mit einem Generator zum Erzeugen des Welligkeitssignals und einem das Signal dem Strom in der Leitung aufdrückenden Transformator.
Bei der Steuerung der Welligkeit eines Stromes wird ein Steuersignal, normalerweise im Hörfrequenzbereich, dem Strom in den normalen Verteilerleitungen aufgedrückt, wobei es sich bei den Stromleitungen für gewöhnlich um die StromzufUhrungskraftleitungen für eine zu steuernde Einrichtung handelt. Die Steuerung erfolgt für gewöhnlich durch Erzeugung einer Welligkeit oder Modulation der Strömung des Hauptstromes.
Die Welligkeitssteuerung ist allgemein bekannt. Bei dem größten Teil der Steuereinrichtungen, die für diesen Zweck eingesetzt werden, handelt es sich gegenwärtig um Shunt-InJektionssysterne. Die Quelle für das Injektionssignal ist zwischen der Leitung und dem neutralen Bezugpunkt eingeschaltet. Das bedeutet, daß die
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Injektionssignalquelle Leistung sowohl der Last als auch der Hauptstromquelle zuführen muß, mit der Folge eines großen injizierten Signales und damit einer großen Leistungsvergeudung in der Hauptquelle. Eine Reihe von Injektionssystemen vermeiden diese Leistungsvergeudung, wobei eine Generator in jeder Leitung vorgesehen ist. In diesen Fällen ist jedoch die Injektionssignalquelle in Reihe mit der Hauptspeisequelle geschaltet und hat damit den gesamten Laststrom ohne Beeinträchtigung aufzunehmen .
Ein anderes Verfahren zur Erreichung einer Serieninjektion verwendet einen Transformator von einphasiger Konstruktion,dessen Sekundärwicklung in Reihe mit der Hauptspeiseleitung angeordnet ist. Dieses System bietet deshalb nur die Streuimpedanz den ausbalancierten Dreiphasenlastströmen dar. Die Impedanz, die einer Nullfolge dargeboten wird, hängt von der Impedanz des Injektionssignalgeneratore bei Speisefrequenz ab und ist für gewähnlich groß, verglichen mit der Impedanz der Hauptspeisequelle. Dies führt zu einem Hauptfrequenz-Spannungsabfall über dem Transformator aufgrund des Nullfolgestromes und zu unerwünschten Hauptfrequenz-Spannungen und Strömen, die in den Injektionssignalgenerator injiziert werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Schwierigkeiten zu vermeiden und eine Anordnung der Eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß bei geringstmöglichen
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Belastungen und Beanspruchungen ein störungsfreier Betrieb trotz zuverlässiger Steuerung der Welligkeit gewährleistet. wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sekundärwicklung des Aufdruck- oder Injektionstransofrmators mit einer Induktivität verbunden ist, die in Reihe in die zu steuernde Leitung geschaltet ist. Die Anordnung umfaßt also einen Signalgenerator der mit dem Injektionstransformator verbunden ist, wobei die Sekundärwicklung mit der Induktivität verbunden ist, die ihrerseits in Reihe mit dem Last- oder Speiseleiter geschaltet ist, welcher Leiter das Steuersignal aufnehmen soll.
Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß der Signalgenerator mit dem Injektionstransformator verbunden ist, der mehrere Sekundärwicklungen aufweist. Dabei ist jede Sekundärwicklung mit einer zugehörigen Induktivität verbunden, die ihrerseits in Reihe mit einem zugehörigen Speiseleiter von einem mehrphasigen Leistungssystem geschaltet ist, welches Leitungssystem den Laststrom führt.
Die Induktivität ist vorzugsweise zusätzlich durch einen Kondensator geshuntet. Dadurch wird ein Resonanzkreis gebildet, der auf die gewünschte Signalfrequenz eingestellt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
"s zeigen :
Fig. 1 in einem Schaltungsbild die Anordnung gemäß der Erfindung in einer Ausführungsform und
Fig. 2 in einem ähnlichen Schaltungsbild eine abgewandelte Ausfuhr ungs form der neuen Anordnung.
In Fig. 1 ist ein dreiphasiges Speisesystem mit den Leitungen R, Y, B und N gezeigt, daß auf der einen Seite an einer nicht dargestellten Kraftstromquelle und an der anderen Seite an den Verbraucher angeschlossen ist. Bei dem Verbraucher kann es sich z. B. um ein elektrisches Straßenbeleuchtungssystem handeln. Sin Signaltonlibertrager 10 ist mit der Primärwicklung eines Injektions- oder Aufdrücktransformators 11 verbunden. Die drei dargestellten Sekundärwicklungen 12, 13, 14 des Transformators sind jeweils mit einer Induktivität 15, 16, 17 verbunden, die ihrerseits jeweils in Reihe mit einer der Leitungen R, Y, B des Speisestromsystems geschaltet sind.
Der Transformator ist so ausgebildet, daß seine Magnetisierungsimpedanz bei Hauptfrequenzen sehr viel höher liegt als die Impedanz der Induktivitäten 15, 16, 17 bei den Hauptfrequenzen, und weiterhinso, daß die Streuimpedanz bei den Hauptfrequenzen
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sehr viel geringer ist als die Streuimpedanz der Induktivitäten bei diesen Hauptfrequenzen. Die Größe jeder Induktivität ist so gewählt, daß dann, wenn die Leitung das Maximum des erwarteten Normalnullfolge-Laststromes führt, der Spannungsabfall innerhalb des zulässigen Maximums des Speisefrequenz-Spannungsabfalls über der Injektionseinrichtung liegt. Bei Betrieb nehmen die ausbalancierten dreiphasigen Hauptströme den niedrigen Impedenzweg durch den Injektionstransformator 11, während für die Nullfolgeströme der Injektionstransformator 11 als hohe Impedanz anzusehen ist, sodaß diese Ströme durch die Induktivitäten 15, 16, 17 fließen.
Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Injektionssystem, bei dem jede Induktivität durch einen Kondensator 20, 21, bzw. 22 geshuntet ist. Jede aus Induktivität und Kondensator bestehende Einheit wird auf die Signalfrequenz des Tonübertragers 10 abgestimmt und bietet im Idealfall keine zusätzlich Belastung für den übertrager,
Bei geeigneter Wahl der Komponentenwerte der abgestimmten Kreise kann die Anordnung so getroffen werden, daß eine niedrige Impedanz bei Speisefrequenzen im Vergleich zu der Impedanz erzielt wird, die durch den Injektionstransformator den unbalancierten oder unausgeglichenen Strömen dargeboten wird. Dadurch wird ein alternativer Weg für diese Ströme dargeboten: Ausbalancierte Ströme werden weiterhin durch die Windungen des Injektionstransformators fließen, welcher aufgrund seiner einphasigen Konstruktion im idealen !Anfange den balancierten Strömen keine Impedanz darbietet. 709885/0926
Die Leitungsinjektion wird der Nulleiter- oder Neutralleiterinjektion vorgezogen, da ein Ausfall eines mit der Neutralleitung verbundenen Übertragers in einigen Fällen zu übermäßigen Speisefrequenzspannungen führen können, welche an Teilen der Last auftreten können.
Wenn die SpeJsestromquelle eine hohe Impedanz aufweist, kann entweder eine Reihe von abgestimmten Kreisen, die auf die Signalfrequenz eingestellt sind, oder ein Nullfolgefilter parallel geschaltet werden, um die hohe Impedanz zu shunten. Da das injizierte Signal in Phase und ausbalanciert an allen drei Phasen der Speisestromleitung auftritt wird es nicht effektiv weitergeführt durch irgendeinen der den drei Phasen zugeordneten Speisetransformatoren bzw. zu dem angrenzenden gesteuerten Systemen.
Ansprache
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Claims (1)

  1. Ansprüche
    1. Anordnung zum Steuern der Welligkeit eines Stromes in einer Leitung zwischen der Stromquelle und einem Verbraucher, mit einem Generator zum Erzeugen des Welligkeitssignals und einem das Signal dem Strom in der Leitung aufdrückenden Transformator, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des Aufdrück- oder Injektionstransformators mit einer Induktivität verbunden ist, die ihrerseits in Reihe in die Leitung geschaltet ist.
    2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufdrücktransformator mit mehreren Sekundärwicklungen vorgesehen ist, von denen jede mit einer Induktivität verbunden ist, vobei jeder Phase einer mehrphasigen Stromleitung eine Induktivität in Reihenschaltung zugeordnet ist.
    3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Induktivität durch einen Kondensator geshuntet ist, der mit der Induktivität einen bei einer gewünschten Signalfrequenz ansprechenden Resonanzkreis bildet.
    h. Anordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennze lehnet, daß der oder jeder Resonanzkreis eine Impedanz bei der Speisefrequenz aufweist, die niedriger im Vergleich au der
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    ORIGINAL INSPECTED
    Impedanz des Aufdrücktransformators bei der Frequenz unsymmmetrischer oder unausgeglichener Ströme ist.
    5. Anordnung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektionstransformator eine Magnetisierungsimpedanz aufweist, die höher als die Impedanz der oder jeder Induktivität bei Speisefrequenz ist.
    6. Anrodnung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn 7. ei chnet, daß die Streu-Impedanz des Transformators kleiner als die Streuimpedanz der oder jeder Induktivität bei Speisefrequenz ist.
    7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennze lehnet, daß der oder jeder Speiseleiter einen Serienresonanzkreis aufvjeist, der parallel zur Hauptstromquelle angeordnet ist.
    8. Anordnung nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennze lehnet, daß jeder Hauptstromleiter einen Nullfolgefilter aufweist, der parallel zur Hauptstromquelle angeordnet ist.
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    F/Mi
DE19772733728 1976-07-27 1977-07-26 Anordnung zur steuerung der welligkeit eines elektrischen stromes Withdrawn DE2733728A1 (de)

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